根据分子量的大小,聚乙烯醇缩醛树脂分为两种:①高黏度聚乙烯醇缩醛树脂。要求数均分子量在100000~250000,10%聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液的黏度在800以上(NDJ-旋转黏度计),缩醛率在78%~85%,主要用于制作安全玻璃中间膜,聚乙烯醇缩醛树脂夹层玻璃,广泛用于汽车和飞机挡风玻璃、建筑安全玻璃,还用于太阳能电池和太阳能接收器等。②低黏度聚乙烯醇缩醛树脂。主要用于特种涂料、黏合剂、陶瓷印花纸、铝箔纸等方面。中国生产的聚乙烯醇缩醛树脂以低黏度为主。
聚乙烯醇缩醛树脂主要品种为聚乙烯醇缩甲醛和聚乙烯醇缩丁醛。
溶于甲酸、乙酸、酚类等溶剂。相对密度为1.22~1.23。具有强度高,软化点较高(140~150℃),耐热性、耐溶剂性、耐磨性、柔韧性及介电性好等优点。除大量用于聚乙烯醇纤维外,也用作绝缘漆包线涂层和金属容器的涂层等。如与热固性酚醛树脂混合使用,可制成耐热、耐水、耐油的不熔不溶高强度绝缘涂层,以及性能优良的胶黏剂。适用于铝合金、钢、木材、橡胶之间的黏合,在航空工业中得到广泛应用。
白色或微黄色固体粉末,相对密度为1.08~1.10,溶于醇、酯、酮、苯、二氯甲烷、芳烃等有机溶剂。具有透明度高、耐老化、耐冲击、耐水等特点,与玻璃、金属、木材、陶瓷、纤维等有良好的黏结性。广泛用于汽车和飞机的安全玻璃中间层,还可用作金属底层涂料、织物和纸张整理剂、黏合剂等。
聚乙烯醇缩丁醛是聚乙烯醇和正丁醛进行缩合反应所得的产物。在酸性催化剂(如盐酸)的催化下,聚乙烯醇分子中的羟基与正丁醛的羰基进行缩合反应,生成不稳定的半缩醛,进一步与相邻的羟基反应,脱去一分子水生成稳定的缩醛结构。聚乙烯醇缩丁醛树脂中含有3种官能团,即缩丁醛基、醇羟基和乙酸酯基,其中醇羟基提供了很强的抗撕裂强度及与玻璃的良好黏结性;缩丁醛基的六元环结构增强了分子链的强度及非结晶性。通过反应条件可控制3种官能团的比例,并且沿着分子链随机分布。通过改变聚乙烯醇缩丁醛树脂中各官能团的比例,进而改变其多种性能。聚乙烯醇的重量含量一般为18%~22%。
21世纪初,聚乙烯醇缩丁醛树脂的生产工艺主要有一步法、沉淀法和溶解法。①一步法。生产的聚乙烯醇缩丁醛树脂缩醛率相对较高,但制得的产品缩醛基分布不均匀,杂质含量高,并且这种方法对设备要求高、反应条件苛刻,只有美国孟山都公司采用此种方法。②沉淀法。生产的聚乙烯醇缩丁醛树脂中缩丁醛基含量较低,但该方法装置相对简单,生产成本也较低。美国杜邦公司和中国聚乙烯醇缩丁醛树脂生产公司均采用此生产方法。③溶解法。生产缩丁醛基含量高的聚乙烯醇缩丁醛树脂,但设备投入大,生产成本较高,工业应用较少。